午睡时长与中老年人群新发跌倒风险的关联研究

Association between daytime napping duration and new on-set fall risk among middle-aged and older adults

摘要

目的 午睡是否能够降低中老年人跌倒风险，目前尚缺乏一致结论。本研究旨在探讨午睡与夜间睡眠时长对跌倒风险的独立作用及联合作用。 方法 本研究基于1项具有全国代表性的队列［中国健康与养老追踪调查（China Health and Retirement Longitudinal Study，CHARLS）研究］，纳入12 712名年龄≥45岁的成年人，最长随访时间达9年。采用多因素Cox比例风险回归模型和限制性立方样条分析，评估午睡时长与跌倒风险之间的线性及非线性关联。同时利用随机森林模型评估各候选预测因素的相对重要性。选择四向分解分析法进行中介分析。 结果 与无午睡习惯者相比，经多因素校正后，适中午睡时长与新发跌倒风险降低显著相关［31~60 min vs. 无午睡：校正后风险比（hazard ratio，HR）=0.883，95%置信区间（confidence interval，CI）=0.788~0.988，P=0.031；61~90 min vs. 无午睡：校正后HR=0.674，95%CI=0.517~0.878，P=0.004］。限制性立方样条分析显示，午睡约61~90 min时，跌倒风险最低。随机森林模型结果表明，夜间睡眠时间和午睡习惯均为影响较大的可干预预测因素。四向分解分析结果表明，与无午睡相比，31~90 min午睡与跌倒风险降低相关，虚弱指数在这一关联中的纯直接交互作用占比16.48%。 结论 与无午睡习惯者相比，适中时长的午睡与较低的跌倒风险相关，且该关联独立于夜间睡眠时长及其他风险因素。适中午睡时长可能是降低中老年人跌倒风险的1项简便、可行且具有潜在干预价值的措施。

Abstract

Objective Whether daytime napping mitigates fall risk among middle-aged and elderly people remains unclear. This study aimed to explore the independent and joint associations of daytime napping and nighttime sleep duration with fall risk. Methods This study analyzed 12，712 adults aged ≥45 years from a nationally representative cohort（CHARLS study） followed for up to 9years. Multivariate Cox proportional-hazards regression models and restricted cubic splines were used to characterize linear and nonlinear associations between daytime napping duration and fall risk. A random forest model was used to assess the relative importance of candidate predictors. Cox-proportional based four-way decomposition was used as mediate analysis. Results Compared with no daytime napping，moderate daytime napping was significantly associated with a lower risk of incident falls after multivariate adjustment（31-60 min vs. no daytime napping：adjusted hazard ratio［HR］=0.883，95%CI=0.788~0.988，P=0.031；61-90 min vs. no daytime napping：adjusted HR=0.674，95%CI=0.517~0.878，P=0.004）. Restricted cubic spline analyses suggested the lowest fall risk occurred at approximately 61-90 min of daytime napping. Random forest models ranked nighttime sleep duration and habitual daytime napping among the most influential modifiable predictors. Four-way decomposition indicated that a 31-90 min daytime nap was associated with a reduced risk of falls compared with no daytime napping，and the pure direct interaction of the frailty index accounted for 16.48% of this association. Conclusion Moderate daytime napping was associated with a lower risk of falls compared with no habitual daytime napping，independent of nighttime sleep duration and other risk factors. These findings suggest that moderate daytime napping may be a simple，practical，and potentially modifiable behavioral target for fall-risk reduction in middle-aged and elderly people.

Graphical abstract

关键词

午睡 / 睡眠时长 / 跌倒 / 老龄化

Key words

daytime napping / sleep duration / falls / aging

跌倒是中老年人面临的常见且严峻的公共卫生挑战之一^[1]。全球范围内，每年约1/3的老年人会发生跌倒，并因此可能导致骨折、独立生活能力丧失、住院甚至死亡等严重后果^[2]。因此，识别跌倒的可干预风险因素已成为健康老龄化和跌倒预防策略中的优先任务^[3]。

睡眠作为一种可干预的生活方式因素，近年来受到越来越多关注。既往研究表明，夜间睡眠时间过短或过长与老年人跌倒风险增加相关^[4]。睡眠不足可能引发注意力下降、反应速度减慢、步态稳定性下降和平衡功能受损等进而增加跌倒发生风险^[5-6]。然而，与夜间睡眠相比，关于午睡与跌倒风险之间关系的证据仍然有限且结论存在争议。有研究提示，习惯性午睡可能与老年人群跌倒和骨折风险升高相关^[7-9]。但也有研究发现，适度午睡可能改善警觉性、认知功能和体能表现，从而对跌倒起到潜在保护作用^[10-11]。上述矛盾结果可能反映了真实生物学效应的差异，也可能源于午睡时长的分组标准不同、是否对夜间睡眠时长进行充分校正、共病或虚弱指数的混杂影响，以及跌倒结局定义是否纳入反复发生的跌倒事件或仅基于单次自报等方法学异质性。

值得注意的是，午睡在老年人群中较为常见。据报道，其发生率在亚洲和欧洲分别高达66%和31%^[12]，因此其公共卫生意义不容忽视。现有研究仍存在几个关键不足。首先，多数研究主要关注夜间睡眠，而对午睡这一日间睡眠行为关注不足^[13-14]。其次，既往研究往往将午睡简单划分为“有午睡习惯”与“无午睡习惯”或仅粗略分组，难以揭示潜在的非线性剂量反应关系^[6]。此外，午睡与跌倒之间的关联还可能受到虚弱指数、慢性病负担及整体功能储备的共同影响，但相关研究对此考虑仍不充分。第三，午睡的作用很可能依赖于夜间睡眠背景，即相同的午睡时长在短睡眠者和正常夜间睡眠者中可能具有不同含义，但相关联合效应研究仍较少^{[7，10，15-16]}。

基于上述研究空白，本研究拟利用全国代表性的纵向队列数据，系统评估中老年人午睡时长与新发跌倒风险之间的关系，并进一步考察其与夜间睡眠时长的联合作用。本课题组进一步推测，午睡与跌倒风险之间可能存在非线性关联，其中适中时长午睡可能与较低跌倒风险相关，而过短或过长午睡未必具有同等保护作用；同时，这一关联可能因夜间睡眠时长不同而表现出异质性，并部分受到虚弱指数的影响。为此，本研究采用多因素 Cox 比例风险模型、限制性立方样条图和随机森林重要性排序图，为中老年人跌倒预防提供更具临床和公共卫生意义的证据。

1 资料与方法

1.1 研究对象

本研究采用中国健康与养老追踪调查（China Health and Retirement Longitudinal Study，CHARLS）数据。CHARLS是1项针对中国45岁及以上成年人开展的全国代表性纵向调查，系统收集了人口学特征、社会经济状况、健康行为以及躯体和心理健康结局等详细信息。对于睡眠时长、跌倒史及主要协变量等关键变量缺失的参与者，予以排除。所有参与者均签署了书面知情同意书，原始CHARLS项目已获得北京大学生物医学伦理委员会伦理批准（批准号：IRB00001052-11015）。研究对象于2011年完成基线调查并纳入研究，并于2011至2020年每2~3年随访1次，最长随访10年。最终纳入分析的样本量为12 712名（图1）。将研究对象按照随访期间是否新发跌倒，分为跌倒组和未跌倒组。

1.2 变量测量

本研究的主要结局指标为参与者自报的过去2~3年内是否发生跌倒，并在每次随访中持续评估该结局。午睡时长根据参与者自报的日均睡眠时间中的日间睡眠部分确定，并分为以下6组：不午睡、午睡≤30 min、午睡30~60 min、午睡60~90 min、午睡90~120 min和午睡120 min。

协变量的选择基于既往关于睡眠与跌倒风险关系的研究证据，主要包括人口学特征和生活方式及健康相关因素。人口学特征包括年龄、性别、婚姻状况和受教育水平；生活方式及健康相关因素包括体质量（body mass index，BMI）、高血压、糖尿病、心脏病、关节炎、虚弱指数及认知功能等。

1.3 统计学方法

所有统计分析均采用Stata 18.0软件（StataCorp，College Station，TX，USA）完成。用均数±标准差（x±s）表示符合正态分布的计量资料，用四分位数（四分位间距）[M_d （P₂₅，P₇₅ ）]表示符合偏态分布的计量资料；用例数和百分比表示计数资料。采用对应的统计方法比较有跌倒和无跌倒个体的基线特征：对于符合正态分布的连续变量，采用t检验或方差分析；对于符合偏态分布的连续变量，采用Wilcoxon秩和检验或Kruskal-Wallis检验；对于分类变量，采用卡方检验或Fisher确切概率法。采用Cox比例风险回归模型评估睡眠模式与跌倒风险之间的关联，并依次校正人口学特征、健康状况及全部协变量。采用限制性立方样条模型可视化午睡时长与跌倒风险之间潜在的非线性关联。为识别短睡眠者中各因素影响跌倒风险的潜在路径，本研究进一步采用了基于Cox比例风险模型的四向分解分析（four-way decomposition）法进行中介分析。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 研究对象的基线特征

排除曾经有跌倒史及午睡、夜间睡眠信息缺失者后，共纳入12 712名参与者，其中在随后10年的随访期间未发生跌倒者7 989名（62.8%），发生跌倒者4 723名（37.2%）。表1总结了2组在基线时的人口学特征、健康状况、躯体功能、认知功能及社会心理特征。

2.2 睡眠时长与跌倒的关联

如表2所示，午睡时长与跌倒发生风险显著相关。在未调整模型中，与不午睡者相比，午睡31~60 min和61~90 min者发生跌倒的风险分别降低13.3%和35.0%。在依次校正人口学特征、健康状况及行为相关变量后，这一关联仍具有统计学意义；在完全调整模型中，午睡31~60 min和61~90 min者的跌倒风险分别降低11.7%和32.6%（HR=0.883，95%CI=0.788~0.988，P=0.031；HR=0.674，95%CI=0.517~0.878，P=0.004）。跌倒的其他独立相关因素包括夜间睡眠时间、年龄、膝关节炎、糖尿病、听力水平、性别、受教育水平、自评健康状况及生活满意度（P均0.05）。夜间睡眠时长与午睡时长之间未观察到显著交互作用（交互作用P=0.658）。

2.3 睡眠时长对跌倒的相对重要性

为评估各预测因素对跌倒风险的相对贡献，本研究构建了纳入人口学、躯体、心理及行为相关变量的随机森林模型（图3）。结果显示，关节炎、虚弱指数和BMI是对跌倒影响最大的预测因素。值得注意的是，夜间睡眠时长和午睡时长同样位居重要预测因素前列，其重要性高于许多传统慢性病因素，如高血压、糖尿病和心脏病。这一结果提示，无论是夜间睡眠还是午睡行为，均在跌倒风险预测中具有重要且相对独立的作用。

2.4 不同夜间睡眠与午睡时长下的跌倒风险

将夜间睡眠时长分为3组：短睡眠组（6 h）、正常睡眠组（6～8 h）和长睡眠组（8 h）。3组人群的预测跌倒风险变化轨迹总体相似，均在午睡61～90 min时降至最低（图4）。这提示午睡时长和新发跌倒之间的关系独立于夜间睡眠时长，这一结果和Cox比例风险回归模型结果一致。

2.5 中介分析

为进一步探讨午睡时长与跌倒之间的潜在中介作用机制，本研究采用基于Cox比例风险模型的四向分解分析作为中介分析方法开展评估。四向分解分析表明，31-90 min午睡相对于无午睡的保护性关联并非来源于单一路径（风险总降低9.13%）。控制直接效应贡献最大，占总效应的35.16%（-0.032/-0.091）。此外，参考交互效应和中介交互效应分别占25.27%（-0.023/-0.091）和21.98%（-0.020/-0.091），提示虚弱不仅作为中介参与了午睡与跌倒之间的关联，同时还参与了该关联的交互性作用机制。纯直接交互作用占比16.48%（-0.015/-0.091），进一步支持虚弱指数的部分中介作用。

3 讨论

本研究表明，适中的午睡与45岁及以上成年人新发跌倒风险降低相关。与无午睡习惯者相比，午睡约31~60 min和61~90 min均与较低的跌倒风险稳定相关，即使在控制夜间睡眠时长及其他已知的跌倒相关风险因素后，这种关联仍然存在。限制性立方样条分析所显示的非线性剂量反应关系进一步支持了这一解释，即午睡与跌倒之间的关系并非单纯的线性关联，过短或过长的午睡时长的保护作用均可能减弱。综合来看，本研究提示，午睡可能是一种与睡眠相关、具有潜在可干预性的行为因素，对中老年人跌倒预防具有一定意义，其因果关联仍需在前瞻性干预研究中进一步验证。

多种策略已被证实可降低老年人跌倒风险，如力量训练、平衡训练、补充维生素D、居家环境安全改造及视力矫正等^[2，4，17]。然而，许多已知风险因素，包括慢性合并症、关节疾病以及与年龄相关的功能衰退，在常规临床实践中往往较难在短期内得到改善^[14，18]。相比之下，睡眠行为是一类更易于干预且可能更快产生效果的作用靶点。尤其是午睡习惯的调整，实施所需资源较少，对于无法接受更强化预防措施的人群而言，可能具有更好的可行性^[4，19]。在此背景下，本研究提供了量化证据，表明适中的午睡时长可使中老年人跌倒风险降低11.7%~32.6%。

这种补偿效应可能由多种机制共同解释。观察性研究显示，即使是短时间午睡，也可能在一定程度上恢复老年人的认知功能、改善平衡能力并减轻日间困倦^[9，19-20]。通过缓解日间嗜睡和疲劳，午睡可能减少日常活动中的注意力分散和步态异常，而这些正是跌倒发生的常见直接诱因^[9]。近期还有研究提示，习惯性午睡可能有助于补偿运动相关疲劳，从而改善警觉性和运动功能。此外，在夜间睡眠不足后，午睡还可能有助于恢复自主神经功能及血压变异性的稳定，从而减轻易诱发跌倒的体位性低血压和头晕症状^[20]。进一步的四向分解分析显示，与无午睡相比，31~90 min午睡与较低跌倒风险相关，且该关联部分通过虚弱指数介导，并受到午睡与虚弱指数交互作用的共同影响。

本课题组进行的补充性机器学习分析进一步阐明了多种跌倒相关因素的相对贡献。在随机森林模型中，关节炎、虚弱指数、BMI、认知功能、性别和年龄是预测跌倒风险最强的因素。这些结果与共病及功能衰退在跌倒易感性中具有重要作用这一已有认识一致^[21-24]。然而，这些排名靠前的预测因素中，许多因素如关节炎和年龄等，属于难以干预或仅能缓慢改善的因素，因此在临床和公共卫生实践中的近期干预价值相对有限。值得注意的是，在所有可改变的因素中，夜间睡眠时长和午睡时长均位列最重要预测因素之列，其重要性高于若干传统因素，如自评健康状况^[13]，糖尿病^[25]和听力损伤^[26-27]。这进一步表明了睡眠作为跌倒预防中可干预因素的核心作用。

与无午睡习惯者相比，31~90 min午睡与较低跌倒风险相关，虚弱指数在这一关联中的纯直接交互作用占比16.48%。这一发现与以下观点一致：夜间睡眠不足可加速多系统脆弱性的形成，包括身体储备功能下降、肌肉功能受损以及代偿反应减慢^[18]。适中午睡可能还可通过改善个体整体健康体验和心理状态，间接降低跌倒风险^[28-29]。

综合来看，本研究基于1项随访10年的大样本人群队列，提示午睡是中老年人跌倒防护中一种新的且具有临床意义的保护因素。除进一步证实夜间睡眠不足会增加跌倒风险外，本研究还进一步提供了新的证据，即在充分校正人口学特征、合并疾病、身体功能及社会心理因素后，午睡仍可独立降低跌倒发生的可能性。更为重要的是，在夜间短睡眠者中，午睡可在一定程度上抵消夜间睡眠不足所带来的风险升高。这些结果表明，午睡并非仅仅是一种行为偏好，更可能是一种具有可测量的跌倒预防获益的代偿性恢复策略。因此，对于难以获得充足夜间睡眠或无法参与强度更高的跌倒预防项目的人群，有计划的午睡可能成为一种简便、易执行且低负担的干预方式。

需要指出的是，本研究仍存在若干局限性。首先，本研究为前瞻性观察性研究，尽管进行了多因素校正，仍无法排除残余混杂的可能，因此，午睡时长与新发跌倒之间观察到的关联不应直接推断为因果关系。其次，午睡和夜间睡眠均由参与者自我报告，且仅在离散和固定的随访时间点进行测量，这可能引入回忆偏倚和错分偏倚。例如，研究无法充分区分习惯性午睡与偶尔午睡、午睡时间点的差异（午饭后和晚饭前），以及主动午睡与非自主入睡等情况，从而可能使效应估计偏离无效假设。第三，尽管模型纳入了多种协变量，但仍有部分与跌倒密切相关的重要因素未能充分测量或控制，例如视力障碍、体力活动水平、饮酒、吸烟，以及可能增加跌倒风险的药物使用，尤其是镇静催眠药、抗抑郁药、降压药和其他可影响警觉性、血压或平衡功能的药物等。因此，未测量混杂仍可能对午睡与跌倒之间观察到的关联产生部分影响。第四，跌倒结局同样依赖于自我报告，可能存在漏报。同时，本研究也无法全面获取跌倒发生的具体情境信息，如室内或室外跌倒、损伤严重程度等，亦无法区分反复跌倒与单次跌倒，而这些情况可能对应不同的发生机制。最后，中介分析结果亦需谨慎解读。一方面，因为中介变量（虚弱指数）与暴露因素（午睡）在相近时间点测量，未测量的中介结局混杂以及时间先后顺序界定不充分，均可能导致中介效应估计产生偏倚。另一方面，虚弱本身与跌倒风险相关的功能性构念存在一定重叠，许多虚弱测量工具包含步速、体力活动、耐力或功能状态等成分，而这些成分同时也是跌倒风险的重要相关因素，因此可能带来构念重叠或“定义偏倚”，从而使中介效应被高估。因此，中介分析的结果更适合作为探索性发现，而不宜视为确定性结论。

4 结论

总体而言，本研究结果提示，午睡对跌倒风险的影响并非单纯表现为有益或有害，而是呈现出明显的时长依赖性。与无午睡习惯者相比，适中的午睡时长（约31～90 min）与较低的新发跌倒显著相关，且该关联独立于夜间睡眠时长及其他已知风险因素。所观察到的非线性关系提示，午睡可能存在一个“最佳时长窗口”，而过短或过长的午睡均未显示出明确的保护作用。尽管本研究结果尚不能确立因果关系，但其提示午睡可能是一种具有潜在可干预性的行为因素，可作为综合跌倒预防策略的有益补充，并值得在前瞻性干预研究中进一步评估。

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基金资助

重庆市沙坪坝区2025年科卫联合医学科研面上资助项目(2025SQKWLHMS034)

陆军军医大学第一附属医院新技术新业务资助项目(SWHLJS-202418)